EP1777384A1 - Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen Download PDF

Info

Publication number
EP1777384A1
EP1777384A1 EP06019136A EP06019136A EP1777384A1 EP 1777384 A1 EP1777384 A1 EP 1777384A1 EP 06019136 A EP06019136 A EP 06019136A EP 06019136 A EP06019136 A EP 06019136A EP 1777384 A1 EP1777384 A1 EP 1777384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
oxidation activity
exhaust
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06019136A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1777384B1 (de
Inventor
Andreas Döring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Nutzfahrzeuge AG filed Critical MAN Nutzfahrzeuge AG
Publication of EP1777384A1 publication Critical patent/EP1777384A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1777384B1 publication Critical patent/EP1777384B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/36—Control for minimising NOx emissions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing unwanted NO 2 emissions of operated in excess air internal combustion engines are equipped in your exhaust system with at least one catalyst with NO oxidation activity, wherein the catalyst with NO oxidation activity is used, the proportion of NO 2 in the exhaust gas to increase the internal combustion engine for downstream exhaust aftertreatment process.
  • nitrogen dioxide is a key molecule. So is nitrogen dioxide, as in the EP 0341832 A1 described, for example, used for the oxidation of carbon black in Pumblefiltem. It also serves to accelerate the selective catalytic reduction of nitrogen oxides with the aid of urea, ammonia and hydrocarbons as the references EP 1054722 A1 . JP2000225323 and US20020064956 can be seen. For the NOx storage catalyst technology, it is needed to store NOx in lean phases as nitrate, such methods are in the references DE 19636041 A1 . JP 19990220418 described.
  • the catalysts light-off temperatures between 180 ° C - 330 ° C.
  • As light-off temperature This refers to the temperature at which 50% of the nitrogen monoxide is oxidized to nitrogen dioxide.
  • the NO 2 content of the total nitrogen oxides decreases again with increasing temperature, since at high temperatures the thermodynamic NO / NO 2 equilibrium is on the side of NO.
  • the relationship in this regard is shown diagrammatically for better understanding in FIG. With increasing space velocity, or decreasing residence time over the catalyst is also observed a decrease in the NO 2 concentrations.
  • the catalytic converters are designed in such a way that they can already produce high NO 2 levels at low temperatures. Otherwise, hardly any of the abovementioned technologies for exhaust aftertreatment would operate at these temperatures. For example, at 200 ° C, only with the help of nitrogen dioxide is it possible to achieve acceptable conversions in the reduction of nitrogen oxides using ammonia according to the equation NO + NO 2 + 2NH 3 ⁇ 2N 2 + 3H 2 O Equation 2 display. Similarly, the oxidation of carbonaceous particles below 350 ° C only with the help of NO 2 according to the equation NO 2 + C ⁇ NO + CO Equation 3 with acceptable rate of change of substance possible.
  • NO 2 is a toxic molecule that can cause respiratory irritation.
  • it reacts with oxygen in the atmosphere to form ozone, thus increasing the ozone concentration near the bottom. This is particularly problematic in the city center area, since the ozone concentrations can increase significantly and thus also contribute to respiratory and circulatory problems.
  • the object of the invention is therefore to provide a method that reliably prevents the NO 2 emission without negatively influencing the mode of action and the efficiency of the exhaust aftertreatment system used in each case.
  • the solution according to the invention provides for the reduction of unwanted NO 2 emissions in arrangements of the generic type, a method that varies during operation of the internal combustion engine, the respective operating point of the internal combustion engine and the state of the catalyst with NO oxidation activity, the proportion of substances varies compete with the NO oxidation, such that downstream of the catalyst with NO oxidation activity only the NO 2 -Sollanteil is present in the exhaust gas, which is required for the subsequent exhaust aftertreatment. It is thereby achieved in an advantageous manner that higher than the required NO 2 shares do not even arise.
  • the catalyst used with NO oxidation activity advantageously has platinum and / or platinum oxide as an active component.
  • a convenient way to bring the substances that compete with the NO oxidation in the system is to accomplish this via the internal combustion engine, whereby a homogeneous distribution in the exhaust gas is achieved without additional effort.
  • the substances added according to the invention which compete with the NO oxidation can be hydrocarbons, and it is particularly advantageous to use the hydrocarbon used for operating the internal combustion engine. This can happen by the fact that the hydrocarbon concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine by varying engine parameters, such as injection start, and / or injection pressure and / or EGR rate and / or position of a throttle valve on the suction side and / or remote injections is changed.
  • an electronic control unit which with the help of sensors connected to it and / or with the help of stored in the form of calculation steps determination models and / or with the help of stored in their maps of the respective Operating point of the internal combustion engine dependent required NO 2 -Sollanteile determined.
  • the electronic control unit actuates the actuator or actuators that vary the fraction of the substance that is competing with NO oxidation in the exhaust gas upstream of the NO oxidation activity catalyst.
  • the control takes place in such a way that the required NO 2 -Sollanteil in the exhaust gas sets downstream of the catalyst with NO oxidation activity.
  • Such electronic control units that are able to process complex control programs are used anyway for the control of the internal combustion engine and can be used for carrying out the method according to the invention.
  • determination models can be used which are already implemented in the form of programs in the control unit or simply implementable in them are. In the aforementioned sizes and determination models of which at least one or at least one used to determine the NO 2 -Sollanteile and for the control of the actuator, it may, for.
  • the 2 -Sollanteile used advantageously for direct control of the NO NO 2 -Istkonzentration and / or NO 2 -Istanteil and / or NO 2 -Restkonzentration and / or NO 2 -Restanteil can be determined using one or more sensors.
  • the determination of the NO 2 -inst concentration or the NO 2 -Istanteils in the exhaust gas flow takes place between the catalyst with NO oxidation activity and the subsequent arrangement for exhaust aftertreatment, while the NO 2 residual concentration and / or the NO 2 -Restanteils in the exhaust stream downstream the arrangement for exhaust aftertreatment are detected.
  • the continuous actual value Setpoint comparison and continuous tracking of the actuator or actuators that vary the amount of feed sets the NO 2 setpoint.
  • a further advantageous possibility to realize a direct control of the NO 2 -Sollanteile is to be determined by means of one or more sensors
  • the hydrocarbon concentration can be detected both between the catalyst with NO oxidation activity and the arrangement for the exhaust aftertreatment, as well as downstream of the arrangement for the exhaust aftertreatment, of course, different setpoints in the control loop are specified depending on the detection location.
  • the method according to the invention differs from this technology in that, in contrast to a NO x storage catalytic converter, the catalyst is also operated with the addition of excessively rich hydrocarbons, on the other hand the proportion of unburned hydrocarbons is not minimized NO 2 emission.
  • HC-SCR HC-SCR
  • nitrogen oxides are catalytically reduced by means of hydrocarbon.
  • the method according to the invention also differs fundamentally from the method according to the invention.
  • the NOx conversion maximums are at low temperatures ( ⁇ 250 ° C.) ( MTZ (57) 1996. p. 506-514, "NOx reduction in diesel engines, Part 1: Model gas investigations with nitrogen-free reducing agents" T. Wahl, E. Jacob, W. Weisweiler ) so that the method can be used meaningfully only at temperatures between 200 ° C and 300 ° C.
  • the inventive method is typically used to lower the NO 2 levels at higher temperatures of 280-400 ° C.
  • Another difference is in the concentration of hydrocarbons, while for the HC-SCR process high excesses of hydrocarbons relative to the reducing nitrogen oxides are necessary (typically 5-15 times the amount), the hydrocarbon concentrations in the inventive method are below those for NOx.
  • short-chain hydrocarbons are usually used for the HC-SCR process, which must either be carried separately or be obtained from the fuel by cracking ( Chem. Eng. Techn. (70) 1999 (10) p. 749-753 "Catalytic cracking of n-dodecane on diesel fuel to improve the selective catalytic reduction of NOx in automotive exhausts containing excess oxygen" S. Short, W. Weisweiler ).
  • the supplied amount of hydrocarbons can be determined and adjusted by means of the ECU by changing engine parameters, such as injection start, EGR rate, injection pressure or throttle position or be injected before the catalyst with NO oxidation activity hydrocarbons, whereby the NO 2 contents can be varied.
  • NO2 sensor instead of a controlled operation, a closed loop can be constructed.
  • the NO 2 -Istaner are constantly readjusted with the help of variable hydrocarbon concentrations the NO 2 -Sollan turnover.
  • the NO 2 sensor system used for this purpose can be mounted both directly downstream of the catalyst with NO oxidation activity and before components for exhaust gas aftertreatment, such as SCR catalyst or particle filter, as well as downstream of the entire aftertreatment devices, but before exiting into the atmosphere.
  • NO 2 sensors it is also possible to install a sensor system for determining the hydrocarbon concentration as described in US Pat DE 19991012102 A1 is described.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung unerwünschter NO2-Emissionen von bei Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschinen die in ihrem Abgasstrang mit wenigstens einem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität ausgerüstet sind, wobei der Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität dazu dient, den Anteil an NO2 im Abgas der Brennkraftmaschine für nachgeordnete Abgasnachbehandlungsverfahren zu erhöhen.
Erreicht wird die Verringerung der NO2-Emmisionen dadurch, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine, dem jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und dem Zustand des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität angepasst, der Anteil von Stoffen variiert wird, die mit der NO-Oxidation konkurrieren, derart, dass stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität nur der NO2-Sollanteil im Abgas vorhanden ist, der für die nachfolgende Abgasnachbehandlung benötigt wird.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verringerung unerwünschter NO2-Emissionen von bei Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschinen die in Ihrem Abgasstrang mit wenigstens einem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität ausgerüstet sind, wobei der Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität dazu dient, den Anteil an NO2 im Abgas der Brennkraftmaschine für nachgeordnete Abgasnachbehandlungsverfahren zu erhöhen.
  • Für eine Vielzahl von Abgasnachbehandlungsmaßnahmen in sauerstoffreichem Abgas von Brennkraftmaschinen ist Stickstoffdioxid ein Schlüsselmolekül. So wird Stickstoffdioxid, wie in der EP 0341832 A1 beschrieben, beispielsweise zur Oxidation von Ruß in Partikelfiltem verwendet. Auch dient es zur Beschleunigung der selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden mit Hilfe von Harnstoff, Ammoniak und Kohlenwasserstoffen wie dies den Druckschriften EP 1054722 A1 , JP2000225323 und US20020064956 zu entnehmen ist. Für die NOx-Speicherkatalysatortechnologie wird es benötigt, um NOx in mageren Phasen als Nitrat einspeichern zu können, derartige Verfahren sind in den Druckschriften DE 19636041 A1 , JP 19990220418 beschrieben.
  • Das für diese Technologien notwendige NO2 wird dabei an platinhaltigen Katalysatoren aus dem vom Motor emittierten Stickstoffmonoxid nach der folgenden Gleichung erzeugt.

             2 NO + O2 ↔ 2NO2      Gleichung 1

  • Je nach Ausführung der Katalysatoren, Platingehalt und Anwendungsfall weisen die Katalysatoren Anspringtemperaturen zwischen 180°C - 330°C auf. Als Anspringtemperatur bezeichnet man hierbei diejenige Temperatur, bei der 50% des Stickstoffmonoxids zu Stickstoffdioxid oxidiert wird. Allerdings ist zu beachten, dass der NO2-Anteil an den Gesamtstickoxiden mit steigender Temperatur wieder zurückgeht, da bei hohen Temperaturen das thermodynamische NO/NO2-Gleichgewicht auf der Seite von NO liegt. Der diesbezügliche Zusammenhang ist zum besseren Verständnis in Fig. 1 schaubildlich dargestellt. Mit steigender Raumgeschwindigkeit, bzw. sinkender Verweilzeit über den Katalysator ist ebenfalls ein Rückgang der NO2-Konzentrationen zu beobachten.
  • Da die gesetzlich vorgeschriebenen Abnahmezyklen von Fahrzeugen und Motoren meist Tieftemperaturbereiche vorsehen, in denen die Grenzwerte einzuhalten sind, werden die Katalysatoren so ausgelegt, dass sie bereits bei niedrigen Temperaturen hohe NO2-Anteile darstellen können. Ansonsten wäre kaum eine der vorstehend angesprochenen Technologien zur Abgasnachbehandlung bei diesen Temperaturen zu betreiben. So ist es beispielsweise bei 200°C nur mit Hilfe von Stickstoffdioxid möglich akzeptable Umsätze bei der Reduktion von Stickoxiden mit Hilfe von Ammoniak nach der Gleichung

             NO+NO2 +2NH3 → 2N2 +3H2O     Gleichung 2

    darzustellen.
    Ebenso ist die Oxidation von kohlenstoffhaltigen Partikeln unter 350°C nur mit Hilfe von NO2 nach der Gleichung

             NO2 +C → NO+CO     Gleichung 3

    mit akzeptablen Stoffmengenänderungsgeschwindigkeiten möglich. Die hohen NO2-Konzentrationen bei niedrigen Temperaturen bedeuten allerdings, dass bei höheren Temperaturen meist mehr NO2 generiert, als benötigt wird. Dies führt zum Hauptproblem der NO2-basierten Technologien, es kommt zur Emission von unverbrauchtem NO2. NO2 ist ein toxisches Molekül, das zu Verätzungen der Atemwege führen kann. Zudem reagiert es in der Atmosphäre mit Sauerstoff zu Ozon und erhöht damit die Ozonkonzentration in Bodennähe.
    Dies ist besonders im Innenstadtbereich problematisch, da hier die Ozonkonzentrationen erheblich ansteigen können und so ebenfalls zu Atemwegs- und Kreislaufbeschwerden beitragen.
  • Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Abgasgrenzwerte nicht nur im Neuzustand der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs einzuhalten sind, sondern auch noch nach einer gewissen Laufzeit. Da sich Katalysatoren üblicherweise über die Laufzeit durch chemische Deaktivierung, thermische Belastungen usw. in ihrer Wirkung verschlechtem, werden die Katalysatoren so ausgelegt, dass sie die Grenzwerte auch nach der vorgeschriebenen Laufzeit noch einhalten. Dies bedeutet allerdings, dass sie überproportional groß ausgelegt werden, was im Falle von Katalysatoren mit NO2-Oxidationsaktivität bedeutet, dass sie im Frischzustand deutlich mehr NO2 generieren, als notwendig wäre. Es besteht also ein Zielkonflikt zwischen guter Performance des Nachbehandlungssystems bei tiefen Temperaturen und langer Laufzeit sowie der unerwünschten NO2-Emission bei höheren Temperaturen und frischem Katalysator.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren anzugeben, das die NO2 Emission sicher verhindert, ohne die Wirkungsweise und den Wirkungsgrad des jeweils eingesetzten Abgasnachbehandlungssystems negativ zu beeinflussen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Lösung sieht zur Verringerung unerwünschter NO2-Emissionen bei Anordnungen der gattungsgemäßen Art ein Verfahren vor, das während des Betriebs der Brennkraftmaschine, dem jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und dem Zustand des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität angepasst, der Anteil von Stoffen variiert, die mit der NO-Oxidation konkurrieren, derart, dass stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität nur der NO2-Sollanteil im Abgas vorhanden ist, der für die nachfolgende Abgasnachbehandlung benötigt wird. Es wird dadurch in vorteilhafter Weise erreicht, dass höhere als die benötigten NO2-Anteile erst gar nicht entstehen.
  • Der dabei verwendete Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität weist vorteilhaft als eine Aktivkomponente Platin und/oder Platinoxid auf.
  • Eine günstige Möglichkeit die Stoffe, die mit der NO-Oxidation konkurrieren in das System einzubringen besteht darin, dies über die Brennkraftmaschine zu bewerkstelligen, wodurch eine homogene Verteilung im Abgas ohne zusätzlichen Aufwand erreicht wird.
  • Weiter besteht die Möglichkeit die Variation des Anteils der Stoffe, die mit der NO-Oxidation konkurrieren durch deren Zugabe stromab der Brennkraftmaschine und stromauf des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität in das Abgas der Brennkraftmaschine zu bewirken. Der Vorteil bei dieser Vorgehensweise besteht darin, dass die motorischen Abläufe nicht beeinflusst werden.
  • Die erfindungsgemäß zugegebenen Stoffe, die mit der NO-Oxidation konkurrieren, können Kohlenwasserstoffe sein, dabei ist es insbesondere von Vorteil den zum Betreiben der Brennkraftmaschine verwendeten, aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Kraftstoff zu nutzen. Geschehen kann dies dadurch, dass die Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas der Brennkraftmaschine durch Variation von Motorparametern, wie Spritzbeginn, und/oder Einspritzdruck und/oder AGR-Rate und/oder Stellung einer Drosselklappe auf der Saugseite und/oder abgesetzten Einspritzungen, verändert wird.
  • Zur technischen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, eine elektronische Steuereinheit vorzusehen, die mit Hilfe von an ihr angeschlossener Sensoren und/oder mit Hilfe von in ihr in Form von Rechenschritten gespeicherter Bestimmungsmodelle und/oder mit Hilfe von in ihr gespeicherter Kennfelder die vom jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängigen benötigten NO2-Sollanteile ermittelt. Entsprechend der ermittelten NO2-Sollanteile steuert die elektronische Steuereinheit das Stellglied oder die Stellglieder an, die den Anteil des Stoffes, der mit der NO-Oxidation konkurrieren, im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität variieren. Die Ansteuerung erfolgt dabei so, dass sich der benötigte NO2-Sollanteil im Abgas stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität einstellt. Derartige elektronische Steuereinheiten, die in der Lage sind komplexe Steuerungsprogramme abzuarbeiten werden ohnehin für die Steuerung der Brennkraftmaschine eingesetzt und können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
  • Für die Ermittlung der NO2-Sollanteile und für die Ansteuerung des Stellgliedes oder der Stellglieder sind eine Vielzahl von Größen verwendbar, die bereits von der elektronischen Steuereinheit zur Steuerung der Brennkraftmaschine erfasst werden oder ohne großen Aufwand erfassbar sind. Weiter kann auf Bestimmungsmodelle zurückgegriffen werden die bereits in Form von Programmen in der Steuereinheit implementiert oder einfach in diese implementierbar sind. Bei den vorgenannten Größen und Bestimmungsmodellen von denen wenigstes eine bzw. wenigstens eines zur Ermittlung der NO2-Sollanteile und für die Ansteuerung des Stellgliedes herangezogen wird, kann es sich z. B. um die gesamte Abgasmenge, Kohlenwasserstofflconzentration im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität, die Rohemission von NO und/oder NOx, die Rohemission der zu verringernden Abgasbestandteile, die maximal zulässige Restemission der zu verringernden Abgasbestandteile stromab der Abgasnachbehandlung, die maximal zulässige Restemission von NO2 stromab der Abgasnachbehandlung, die maximal zulässige Restkonzentration der zugegebenen Stoffe stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität, die maximal zulässige Restemission der zugegebenen Stoffe stromab des Nachbehandlungssystems, die Katalysatortemperaturen, die Abgastemperaturen, das Katalysatormodell zur Bestimmung der NO2-Umsätze im Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität, das Katalysatormodell zur Bestimmung der Umsatzraten der in der Abgasnachbehandlung zu verringernden Abgasbestandteile, die Motordrehzahl, den Ladedruck, die Kraftstoffmenge, die Katalysatoralterung über die Laufzeit, die NO2-Istkozentration und/oder den NO2-Istanteil nach dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität, die NO2-Restkonzentration und/ oder den NO2-Restanteil des Abgases stromab des Abgasnachbehandlungssystems handeln.
  • Die für eine direkte Regelung der NO2-Sollanteile vorteilhaft verwendbare NO2-Istkonzentration und/oder der NO2-Istanteil und/ oder die NO2-Restkonzentration und/ oder der NO2-Restanteil lassen sich mittels eines oder mehrerer Sensoren ermitteln. Die Bestimmung der NO2-Istkonzentration bzw. des NO2-Istanteils im Abgasstrom erfolgt dabei zwischen dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität und der nachfolgenden Anordnung zur Abgasnachbehandlung, während die NO2-Restkonzentration und/oder der NO2-Restanteils im Abgasstrom stromab zu der Anordnung zur Abgasnachbehandlung erfasst werden.
  • Mit der NO2-Istkonzentration und/oder dem NO2-Istanteil als Istwert bzw. der NO2-Restkonzentration und/oder dem NO2-Restanteil als Istwert lässt sich in einfacher und damit vorteilhafter Weise ein geschlossener Regelkreis realisieren, der durch kontinuierlichen Istwert-Sollwert-Vergleich und kontinuierliches Nachführen des Stellglieds oder der Stellglieder, die die Menge des zugeführten Stoffes variieren, den NO2-Sollwert einstellt.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, eine direkte Regelung der NO2-Sollanteile zu realisieren besteht darin, die mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas als Istwert in einem geschlossenen Regelkreis zu nutzen und mittels des Regelkreis durch kontinuierlichen Istwert-Sollwert-Vergleich und kontinuierliches Nachführen des Stellglieds oder der Stellglieder die vom Sensor ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration an deren Sollwert heranzuführen und damit den korrekten NO2-Sollwert einzustellen. Die Kohlenwasserstoffkonzentration kann dabei sowohl zwischen dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität und der Anordnung für die Abgasnachbehandlung, als auch stromab zu der Anordnung für die Abgasnachbehandlung erfasst werden, selbstverständlich sind dabei abhängig vom Erfassungsort unterschiedliche Sollwerte im Regelkreis vorzugeben.
  • Wie oben ausgeführt ist es von besonderem Vorteil, bei Fahrzeugen mit gattungsgemäßen Brennkraftmaschinen die im Kraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren zu nutzen. Dabei wird auf den bekannten Effekt zurückgegriffen, dass unverbrannte Kohlenwasserstoffe im Abgas, die NO2-Ausbeute über Katalysatoren mit NO-Oxidationsaktivität deutlich verschlechtern (Chemie Ingenieur Technik (72) 2000 S. 441-449, W. Weisweiler: "Entfernung von Stickoxiden aus Sauerstoff enthaltenden Automobilabgasen"). Dieser Effekt wurde bisher als unerwünscht angesehen, da dadurch größere Katalysatoren oder höhere Edelmetallgehalte notwendig wurden. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt nun diesen Effekt bewusst aus, um die NO2-Ausbeute so zu steuern oder zu regeln, dass immer nur die Menge an NO2 entsteht, die das nachgeordnete Abgasnachbehandlungssystem tatsächlich benötigt. Die NO2-Emission kann damit in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung des Zustandes des Katalysators mit NO-Oxidationsfähigkeit auf einem Minimum gehalten werden.
  • In Fahrzeugen ist es, wie bereits dargelegt, sinnvoll, die für die Absenkung der NO2-Anteile notwendigen Kohlenwasserstoffe aus dem mitgeführten kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoff zu gewinnen. Dies kann beispielsweise durch eine Verstellung der Kraftstoffeinspritzung über eine elektronische Kontrolleinheit (Electronic Control Unit - ECU) dargestellt werden. So ist es möglich, durch eine Verstellung des Einspritzzeitpunkte's und/oder des Einspritzdrucks die Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu beeinflussen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass Luft/Kraftstoff-Verhältnis, beispielsweise durch Drosselung der Saugluft, abzusenken, was zu einem Anstieg der Kohlenwasserstoffemissionen führt. Ist eine externe Abgasrückführung angebracht, kann über die Variation der Abgasrückführrate ebenfalls die Emission von Kohlenwasserstoffen verändert werden. Ebenso ist es möglich, abgesetzte Einspritzungen zu verwenden: Dabei wird relativ spät nach der eigentlichen Haupteinspritzung eine zweite Einspritzung vorgenommen. Da auf Grund der Expansion des Brennraumes dieser bereits stark abgekühlt ist, findet keine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes mehr statt und es kommt zu erheblichen Emissionen von Kohlenwasserstoffen.
  • Den Verfahren, die den notwendigen Anteil an unverbranntem Kohlenwasserstoff im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität durch Beeinflussung des Verbrennungsvorganges im Zylinder erreichen, ist der Nachteil gemeinsam, dass es zum Auftreffen von Kraftstoff auf die Zylinderwandungen kommen kann. Dies führt zu Ölverdünnung und/oder zu Verschlackungen der Laufbuchse. Es kann deshalb durchaus sinnvoll sein, die Kohlenwasserstoffe nicht über die Brennkraftmaschine zu erzeugen, sondern diese über eine separate Zumesseinrichtung vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität, aber nach Austritt aus dem Zylinderraum, zuzuführen.
  • Es ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass natürlich Technologien zur Abgasreinigung bekannt sind, die auf der Zuführung von Kohlenwasserstoffen basieren. So werden z. B. bei der NOx-Speicher-Technologie, Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid in den Fettphasen zur Regeneration des NOx-Speichers benötigt. Von dieser Technologie unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren einerseits dadurch, dass der Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität, im Gegensatz zu einem NOx-Speicherkatalysator, auch bei der Zugabe von Kohlenwasserstoffen mit Luftüberschuss betrieben wird, andererseits wird der Anteil an nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen nicht zur Minimierung der NO2-Emission herangezogen.
  • Eine weitere Abgasreinigungstechnologie, bei der hohe Kohlenwasserstoffemissionen verwendet werden, ist das sogenannte HC-SCR-Verfahren. Dabei werden Stickoxide mit Hilfen von Kohlenwasserstoff katalytisch reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich ebenfalls grundlegend von dem erfindungsgemäßen Verfahren. Zum einen liegen bei der HC-SCR-Reaktion an platinhaltigen Katalysatoren die NOx-Umsatzmaxima bei niedrigen Temperaturen (<250°C) (MTZ (57) 1996. S. 506-514, " NOx-Verminderung bei Dieselmotoren, Teil 1: Modellgasuntersuchungen mit stickstofffreien Reduktionsmitteln" T. Wahl, E. Jacob, W. Weisweiler) so dass das Verfahren nur bei Temperaturen zwischen 200°C und 300°C sinnvoll angewendet werden kann. Demgegenüber wird das erfindungsgemäße Verfahren typischerweise dazu verwendet, die NO2-Anteile bei höheren Temperaturen von 280-400°C abzusenken. Ein weiterer Unterschied besteht in der Konzentration der Kohlenwasserstoffe, während für das HC-SCR-Verfahren hohe Überschüsse von Kohlenwasserstoffen im Verhältnis zu den zu reduzierenden Stickoxiden notwendig sind (typischerweise die 5-15-fache Menge), liegen die Kohlenwasserstoffkonzentrationen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter denen für NOx. Zudem kommen für das HC-SCR-Verfahren meist kurzkettige Kohlenwasserstoffe zum Einsatz, die entweder separat mitgeführt oder durch Cracken aus dem Kraftstoff gewonnen werden müssen (Chem. Eng. Techn. (70) 1999 (10) S. 749-753 " Catalytic cracking of n-dodecane an diesel fuel to improve the selective catalytic reduction of NOx in automotive exhausts containing excess oxygen" S. Kurze, W. Weisweiler).
  • In Verbindung mit Partikelfiltern ist es schließlich bekann, zur aktiven Regeneration Kohlenwasserstoffe zuzuführen um kurzzeitig die Abgastemperatur stark zu erhöhen und dadurch die Oxidation der angelagerten Rußpartikel zu bewerkstelligen. Auch bei dieser Technologie wird der Anteil an nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen nicht zur Minimierung der NO2-Emission herangezogen.
  • Um die korrekte Menge an Kohlenwasserstoffen zur Einstellung der NO2-Sollanteile zuzugeben, ist für den Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität und/oder das komplette Nachbehandlungssystem eine Bestimmung bzw. Berechnung der NO2-Ist- und -Sollanteile notwendig. Dabei sind die NO2-Sollanteile so zu wählen, dass der gewünschte Umsatz der unerwünschten Abgaskomponenten, wie NOx oder Ruß, bei minimalen NO2-Emissionen hinter dem Gesamtsystem dargestellt werden kann. Hierzu werden vorab an Prüfständen entsprechende Modelle erarbeitet und diese in eine elektronische Kontrolleinheit (Electronic Control Unit - ECU) übertragen. Diese bestimmt dann zur Laufzeit der Brennkraftmaschine die optimalen NO2-Anteile. Dabei gehen in das NO2-Sollmodell wenigstens eine der folgenden Größen bzw. eines der Bestimmungsmodelle ein:
    • die gesamte Abgasmenge,
    • Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    • die Rohemission von NO und/oder NOx,
    • die Rohemission der zu verringernden Abgasbestandteile,
    • die maximal zulässige Restemission der zu verringernden Abgasbestandteile stromab der Abgasnachbehandlung,
    • die maximal zulässige Restemission von NO2 stromab der Abgasnachbehandlung,
    • die maximal zulässige Restkonzentration der zugegebenen Stoffe stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität,
    • die maximal zulässige Restemission der zugegebenen Stoffe stromab des Nachbehandlungssystems,
    • die Katalysatortemperaturen,
    • die Abgastemperaturen,
    • das Katalysatormodell zur Bestimmung der NO2-Umsätze im Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    • das Katalysatormodell zur Bestimmung der Umsatzraten der in der Abgasnachbehandlung zu verringernden Abgasbestandteile (beschrieben in EP 0498598 A1 , DE 4315278 A1 und EP 98114698 A1 ),
    • die Motordrehzahl,
    • der Ladedruck,
    • die Kraftstoffmenge,
    • die Katalysatoralterung über die Laufzeit,
    • die NO2-Istkozentration und/ oder der NO2-Istanteil nach dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    • die NO2-Restkonzentration und/ oder der NO2-Restanteil des Abgases stromab des Abgasnachbehandlungssystems.
  • Einige dieser Größen können mit Hilfe von Sensoren direkt bestimmt werden, wie z. B. die Abgasmenge mit Hilfe eines Durchflussmessgerätes oder die NOx-Rohemissionen mit Hilfe eines NOx-Sensors. Aber auch eine indirekte Bestimmung über geeignete Modelle und leichter zugängliche Messdaten ist möglich, wie dies bereits in der DE 4315278 A1 beschrieben ist. Ein Beispiel dafür wäre die Bestimmung der Kraftstoffmasse aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Zylinderanzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge pro Hub. Aber auch eine Bestimmung mit Hilfe von Kennfeldern ist denkbar:
    • NOx-Rohemissionen aus Motordrehzahl und Motorlast
    • NO-Rohemissionen aus Motordrehzahl und Motorlast
    • NO2-Umsatz aus Abgasmenge und Katalysatortemperatur, gegebenenfalls zusätzlich NOx-Rohemission
    • Sollmenge der zu verringernden Abgaskomponenten aus Motordrehzahl und Motorlast, gegebenenfalls Abgasmenge
  • Mit Hilfe der dadurch ermittelten NO2-Sollmenge, kann die zuzuführende Menge an Kohlenwasserstoffen bestimmt und mittels der ECU durch Veränderung von Motorparametern, wie Spritzbeginn, AGR-Rate, Einspritzdruck oder Drosselklappenstellung eingestellt oder aber vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität Kohlenwasserstoffe eingedüst werden, wodurch die NO2-Anteile variiert werden können.
  • Steht eine geeignete NO2-Sensorik, wie sie beispielsweise in den Druckschriften EP 1384069 A1 , JP 19980118026 , JP 19970296435 und US 20020064956 beschrieben, zur Verfügung, kann anstelle eines gesteuerten Betriebs auch ein geschlossener Regelkreis aufgebaut werden. Dabei werden die NO2-Istanteile ständig mit Hilfe der variablen Kohlenwasserstoffkonzentrationen den NO2-Sollanteilen nachgeregelt. Die dazu eingesetzte NO2-Sensorik kann sowohl direkt stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität und noch vor Komponenten zur Abgasnachbehandlung, wie SCR-Katalysator oder Partikelfilter, als auch stromab der gesamten Nachbehandlungseinrichtungen, aber noch vor Austritt in die Atmosphäre angebracht werden. Anstelle von NO2-Sensoren ist auch der Einbau einer Sensorik zur Bestimmung der Kohlenwasserstofflconzentration möglich wie sie in der DE 19991012102 A1 beschrieben ist.
  • Selbstverständlich stellen die vorstehenden Aspekte nur Beispiele dar, dem Fachmann ist es unter Einsatz des ihm verfügbaren Wissens möglich das erfindungsgemäße Verfahren auf vielfältige Weise auszugestalten

Claims (18)

  1. Verfahren zur Verringerung unerwünschter NO2-Emissionen von bei Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschinen die in Ihrem Abgasstrang mit wenigstens einem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität ausgerüstet sind, wobei der Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität dazu dient, den Anteil an NO2 im Abgas der Brennkraftmaschine für nachgeordnete Abgasnachbehandlungsverfahren zu erhöhen dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine, dem jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und dem Zustand des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität angepasst, der Anteil von Stoffen variiert wird, die mit der NO-Oxidation konkurrieren, derart, dass stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität nur der NO2-Sollanteil im Abgas vorhanden ist, der für die nachfolgende Abgasnachbehandlung benötigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität als eine Aktivkomponente Platin und/oder Platinoxid enthält.
  3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation des Anteils der Stoffe über die Brennkraftmaschine erfolgt.
  4. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation des Anteils der Stoffe durch die Zugabe der Stoffe stromab der Brennkraftmaschine und stromauf des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität in das Abgas der Brennkraftmaschine erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe Kohlenwasserstoffe sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe unverbrannter Kraftstoff sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas der Brennkraftmaschine durch Variation von Motorparametern, wie Spritzbeginn, und/oder Einspritzdruck und/oder AGR-Rate und/oder Stellung einer Drosselklappe auf der Saugseite und/oder abgesetzten Einspritzungen, verändert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die NO2-Sollanteile in einer elektronische Steuereinheit mit Hilfe von Sensoren und/oder Berechnungen und/oder Kennfeldern ermittelt und dementsprechend die Stellglieder von der elektronischen Steuereinheit angesteuert werden, wobei mittels der Stellglieder der Anteil des Stoffes im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität variierbar ist, derart, dass sich nach dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität der NO2-Sollwert einstellt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der NO2-Sollanteile und für die Ansteuerung des Stellgliedes oder der Stellglieder wenigstens eine der folgenden Größen und/ oder wenigstens eines der nachfolgenden Bestimmungsmodelle herangezogen wird:
    - die gesamte Abgasmenge,
    - Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas vor dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    - die Rohemission von NO und/oder NOx,
    - die Rohemission der zu verringernden Abgasbestandteile,
    - die maximal zulässige Restemission der zu verringernden Abgasbestandteile stromab der Abgasnachbehandlung,
    - die maximal zulässige Restemission von NO2 stromab der Abgasnachbehandlung,
    - die maximal zulässige Restkonzentration der zugegebenen Stoffe stromab des Katalysators mit NO-Oxidationsaktivität,
    - die maximal zulässige Restemission der zugegebenen Stoffe stromab des Nachbehandlungssystems,
    - die Katalysatortemperaturen,
    - die Abgastemperaturen,
    - das Katalysatormodell zur Bestimmung der NO2-Umsätze im Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    - das Katalysatormodell zur Bestimmung der Umsatzraten der in der Abgasnachbehandlung zu verringernden Abgasbestandteile,
    - die Motordrehzahl,
    - der Ladedruck,
    - die Kraftstoffmenge,
    - die Katalysatoralterung über die Laufzeit,
    - die NO2-Istkozentration und/ oder der NO2-Istanteil nach dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität,
    - die NO2-Restkonzentration und/ oder der NO2-Restanteil des Abgases stromab des Abgasnachbehandlungssystems.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die NO2-Istkonzentration und/oder der NO2-Istanteil und/ oder die NO2-Restkonzentration und/ oder der NO2-Restanteil mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wird.
  11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der NO2-Istkonzentration und/oder des NO2-Istanteils im Abgasstrom zwischen dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität und der nachfolgenden Anordnung zur Abgasnachbehandlung erfolgt.
  12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der NO2-Restkonzentration und/oder des NO2-Restanteils im Abgasstrom stromab zu der Anordnung zur Abgasnachbehandlung erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die NO2-Istkonzentration und/oder der NO2-Istanteil als Istwert in einem geschlossenen Regelkreis dienen und der Regelkreis durch kontinuierlichen Istwert-Sollwert-Vergleich und kontinuierliches Nachführen des Stellglieds oder der Stellglieder zur Variation der Menge der zuzuführenden Stoffe den NO2-Sollwert einstellt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die NO2-Restkonzentration und/oder der NO2-Restanteil als Istwert in einem geschlossenen Regelkreis dienen und der Regelkreis durch kontinuierlichen Istwert-Sollwert-Vergleich und kontinuierliches Nachführen des Stellglieds oder der Stellglieder zur Variation der Menge der zuzuführenden Stoffe, den NO2-Sollwert einstellt.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas ein Sensor eingesetzt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffkonzentration als Istwert in einem geschlossenen Regelkreis dient und der Regelkreis durch kontinuierlichen Istwert-Sollwert-Vergleich und kontinuierliches Nachführen des Stellglieds oder der Stellglieder zur Variation der Menge der zuzuführenden Stoffe, den NO2-Sollwert einstellt.
  17. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Ermittlung der Kohlenwasserstoffkonzentration zwischen dem Katalysator mit NO-Oxidationsaktivität und der Anordnung für die Abgasnachbehandlung angeordnet ist.
  18. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Ermittlung der Kohlenwasserstoffkonzentration stromab zu der Anordnung für die Abgasnachbehandlung angeordnet ist.
EP06019136A 2005-10-18 2006-09-13 Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen Active EP1777384B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005049655A DE102005049655A1 (de) 2005-10-18 2005-10-18 Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1777384A1 true EP1777384A1 (de) 2007-04-25
EP1777384B1 EP1777384B1 (de) 2008-02-27

Family

ID=37441581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06019136A Active EP1777384B1 (de) 2005-10-18 2006-09-13 Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20070089406A1 (de)
EP (1) EP1777384B1 (de)
DE (2) DE102005049655A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009043425A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-09 Daimler Ag Verfahren zur verminderung der emission von stickstoffdioxid bei einem kraftfahrzeug mit einer mager betriebenen brennkraftmaschine
WO2015014805A1 (de) * 2013-07-29 2015-02-05 Man Diesel & Turbo Se Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
FR3039116A1 (fr) * 2015-07-24 2017-01-27 Ifp Energies Now Procede et systeme de commande d'un systeme de propulsion hybride optimisant la consommation de carburant et les emissions polluantes
FR3074524A1 (fr) * 2017-12-05 2019-06-07 Continental Automotive France Systeme et procede de commande d'un moteur a combustion interne muni d'un systeme de post traitement des gaz d'echappement de type a catalyse selective

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4499160B2 (ja) * 2004-12-14 2010-07-07 ボルボ ラストバグナー アーベー 酸化触媒を診断する方法、装置およびコンピュータプログラム製品
JP5431966B2 (ja) * 2007-02-21 2014-03-05 ボルボ ラストバグナー アーベー 排気ガス後処理システム（ｅａｔｓ）
DE102008005640A1 (de) 2008-01-23 2009-07-30 Daimler Ag Verfahren zur Ermittlung der Stickstoffdioxidkonzentration in Abgasen
KR101158816B1 (ko) * 2009-08-21 2012-06-26 기아자동차주식회사 디젤 차량의 배기 장치
EP2770178B1 (de) * 2013-02-25 2017-04-05 Cummins Inc. System und Verfahren zur Schwefelrückgewinnung auf einem SCR-Katalysator
DE102013220666B4 (de) 2013-06-13 2023-07-27 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung in einem Abgassystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000034632A1 (en) * 1998-12-05 2000-06-15 Johnson Matthey Public Limited Company Improvements in particulate control
DE10243488A1 (de) * 2002-09-19 2004-04-01 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine sowie passive Abgasreinigungseinrichtung

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3899534B2 (ja) * 1995-08-14 2007-03-28 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化方法
JP3228232B2 (ja) * 1998-07-28 2001-11-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6775972B2 (en) * 1998-10-09 2004-08-17 Johnson Matthey Public Limited Company Purification of exhaust gases
US6182443B1 (en) * 1999-02-09 2001-02-06 Ford Global Technologies, Inc. Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent
US6293096B1 (en) * 1999-06-23 2001-09-25 Southwest Research Institute Multiple stage aftertreatment system
JP2001115822A (ja) * 1999-10-19 2001-04-24 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンのパティキュレートフィルタ再生装置
DE10020100A1 (de) * 2000-04-22 2001-10-31 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Verfahren und Katalysator zur Reduktion von Stickoxiden
GB0125890D0 (en) * 2001-10-27 2001-12-19 Johnson Matthey Plc Exhaust system for an internal combustion engine
US6574953B1 (en) * 2001-11-29 2003-06-10 Ford Global Technologies, Llc NOx purge air/fuel ratio selection
US6912847B2 (en) * 2001-12-21 2005-07-05 Engelhard Corporation Diesel engine system comprising a soot filter and low temperature NOx trap
DE10205380A1 (de) * 2002-02-09 2003-08-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Behandlung von Dieselabgas
US6964157B2 (en) * 2002-03-28 2005-11-15 Ricardo, Inc Exhaust emission control system and method for removal and storage of vehicle exhaust gas nitrogen oxides during cold operation
US6701707B1 (en) * 2002-09-04 2004-03-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission diagnostics
US7134273B2 (en) * 2002-09-04 2006-11-14 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission control and diagnostics
US6846464B2 (en) * 2002-11-20 2005-01-25 Ford Global Technologies, Llc Bimodal catalyst-urea SCR system for enhanced NOx conversion and durability
JP4158697B2 (ja) * 2003-06-17 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置および排気浄化方法
JP3948437B2 (ja) * 2003-06-23 2007-07-25 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
US20050044844A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-03 Berriman Lester P. Upgraded emissions reduction system
US7114324B2 (en) * 2004-03-19 2006-10-03 Ford Global Technologies, Llc Method for operating a lean burn engine with an aftertreatment system including nonthermal plasma discharge device
US7062904B1 (en) * 2005-02-16 2006-06-20 Eaton Corporation Integrated NOx and PM reduction devices for the treatment of emissions from internal combustion engines
US7340888B2 (en) * 2005-04-26 2008-03-11 Donaldson Company, Inc. Diesel particulate matter reduction system
US7799289B2 (en) * 2007-07-31 2010-09-21 Caterpillar Inc Exhaust treatment system with NO2 control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000034632A1 (en) * 1998-12-05 2000-06-15 Johnson Matthey Public Limited Company Improvements in particulate control
DE10243488A1 (de) * 2002-09-19 2004-04-01 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine sowie passive Abgasreinigungseinrichtung

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009043425A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-09 Daimler Ag Verfahren zur verminderung der emission von stickstoffdioxid bei einem kraftfahrzeug mit einer mager betriebenen brennkraftmaschine
CN101809255B (zh) * 2007-09-28 2012-07-25 戴姆勒股份公司 用于在具有稀燃运行的内燃机的机动车辆中降低二氧化氮排放的方法
RU2457340C2 (ru) * 2007-09-28 2012-07-27 Даймлер Аг Способ уменьшения эмиссии двуокиси азота в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, работающем на обедненных смесях
US8806851B2 (en) 2007-09-28 2014-08-19 Daimler Ag Method for reducing emission of nitrogen oxide in a motor vehicle having a lean burning internal combustion engine
WO2015014805A1 (de) * 2013-07-29 2015-02-05 Man Diesel & Turbo Se Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
FR3039116A1 (fr) * 2015-07-24 2017-01-27 Ifp Energies Now Procede et systeme de commande d'un systeme de propulsion hybride optimisant la consommation de carburant et les emissions polluantes
WO2017016759A1 (fr) * 2015-07-24 2017-02-02 IFP Energies Nouvelles Procede et systeme de commande d'un systeme de propulsion hybride optimisant la consommation de carburant et les emissions polluantes
US10807589B2 (en) 2015-07-24 2020-10-20 IFP Energies Nouvelles Method and system for controlling a hybrid propulsion system optimizing fuel consumption and polluting emissions
FR3074524A1 (fr) * 2017-12-05 2019-06-07 Continental Automotive France Systeme et procede de commande d'un moteur a combustion interne muni d'un systeme de post traitement des gaz d'echappement de type a catalyse selective
WO2019110882A1 (fr) * 2017-12-05 2019-06-13 Continental Automotive France Système et procédé de commande d'un moteur à combustion interne muni d'un système de post traitement des gaz d'échappement de type à catalyse sélective
US11274587B2 (en) 2017-12-05 2022-03-15 Continental Automotive France System and method for controlling an internal combustion engine provided with an exhaust gas post-treatment system of the selective catalysis type

Also Published As

Publication number Publication date
DE502006000393D1 (de) 2008-04-10
US20070089406A1 (en) 2007-04-26
EP1777384B1 (de) 2008-02-27
DE102005049655A1 (de) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1777384B1 (de) Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen
DE102010023819B4 (de) Abgasbehandlungssystem für einen Dieselmotor Verfahren zu dessen Verwendung und Dieselmotor- und Abgasbehandlungssystem
DE102010023820B4 (de) Abgasbehandlungssystem für einen Dieselmotor, Verfahren zur Verwendung eines Abgasbehandlungssystems und Dieselmotor- und Abgasbehandlungssystem
DE102010010039B4 (de) Abgasbehandlungssystem mit einem Vier-Wege-Katalysator und einem Harnstoff-SCR-Katalysator und Verfahren zur Verwendung desselben
DE102009054046B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Motorsteuersystem
DE102007044191B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrom
EP2568137B1 (de) Beheiztes Injektionssystem für Dieselmotor-Abgassysteme
DE102005022420A1 (de) Abgasreinigungsanlage und Abgasreinigungsverfahren mit externer Reduktionsmittelzudosierung
DE102013210120B4 (de) Abgasreinigungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102006025257B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators sowie Programmalgorithmus zur Ausführung des Verfahrens
DE102007044193A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Einspritzung eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrom
US20110120093A1 (en) Process and apparatus for purifying exhaust gases from an internal combustion engine
EP3344863B1 (de) Verfahren sowie vorrichtung zur abgasnachbehandlung einer brennkraftmaschine
DE102007041954A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Reduzieren von NOx-Emissionen
DE102012212415A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem für Kompressionszündungsmotoren
DE102016222010B4 (de) Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Niederdruck-Abgasrückführungssystem
DE102012007897A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zu Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines NO-Oxidationskatalysators
DE102015212485A1 (de) Abgastrakt mit gegen eine Strömungsrichtung spritzende Dosiereinrichtung, Verfahren zum Betrieb eines Abgastraktes sowie Fahrzeug mit Abgastrakt
DE102017201401B4 (de) Abgasnachbehandlung
DE102011013183A1 (de) Lachgasoptimiertes Abgasnachbehandlungssystem einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine und Betriebsverfahren hierfür
EP2313181B1 (de) Verfahren zur geregelten zugabe eines reduktionsmittels
DE60307291T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Beseitigung von Nebenprodukten aus dem Abgas einer Brennkraftmaschine
DE102016210897B4 (de) Steuerung einer Stickoxidemission in Betriebsphasen hoher Last
DE102015004063A1 (de) Anordnung und Verfahren
DE102006062650B4 (de) Verfahren zur Reaktivierung edelmetallhaltiger Abgasnachbehandlungskomponenten von dauernd magerbetriebenenen Brennkraftmaschinen und Steuereinheit zur Steuerung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20070508

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT NL SE

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT NL SE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 502006000393

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080410

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

26N No opposition filed

Effective date: 20081128

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: TD

Effective date: 20110304

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: CD

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502006000393

Country of ref document: DE

Owner name: MAN TRUCK & BUS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN NUTZFAHRZEUGE AG, 80995 MUENCHEN, DE

Effective date: 20110406

PLAA Information modified related to event that no opposition was filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299DELT

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

R26N No opposition filed (corrected)

Effective date: 20081128

RIN2 Information on inventor provided after grant (corrected)

Inventor name: DOERING, ANDREAS

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502006000393

Country of ref document: DE

Owner name: MAN TRUCK & BUS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN TRUCK & BUS AG, 80995 MUENCHEN, DE

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20230926

Year of fee payment: 18

Ref country code: IT

Payment date: 20230920

Year of fee payment: 18

Ref country code: GB

Payment date: 20230926

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20230926

Year of fee payment: 18

Ref country code: FR

Payment date: 20230926

Year of fee payment: 18

Ref country code: DE

Payment date: 20230928

Year of fee payment: 18